本發明涉及一種高穩定硅溶膠及其制備方法,具體涉及一種改性硅溶膠及其制備方法,屬于納米材料技術領域。
背景技術:
硅溶膠為納米級的二氧化硅顆粒在水中或溶劑中的分散液,具有比表面積大、耐高溫、抗氧化等特性,是一種理想的聚合物乳液增
強材料。由于硅溶膠中的納米SiO2粒子表面存在大量羥基,需要對其進行疏水改性,使SiO2粒子在聚合物乳液中能均勻分散。目前為止,主要的改性劑主要包括有機改性劑和金屬改性劑兩大類。有機改性劑主要是硅烷偶聯劑,但是硅烷偶聯劑在水中會發生劇烈的水解縮合反應,導致凝膠的產生;金屬改性劑常用的是鋁、錫、鋅和鉛,但是金屬改性劑的成本較高,另外會造成重金屬污染等問題。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是,提供一種SiO2粒子在水中或溶劑中均勻分散的高穩定硅溶膠的制備方法;進一步地,本發明提供一種節約成本、環保型的高穩定硅溶膠及其制備方法。
為解決上述技術問題,本發明采用的技術方案為:
一種高穩定硅溶膠制備方法,包括以下步驟:
S01,配制胡敏酸溶液,然后進行酸堿調節使其pH為4~6之間;
S02,將S01中獲得的胡敏酸溶液滴加到硅溶膠溶液中攪拌混合,形成胡敏酸/硅溶膠混合體系;
S03,將S02中得到的胡敏酸/硅溶膠混合體系進行過濾后用無水乙醇進行洗滌,最后將過濾得到的混合物重新加水分散,制得高穩定硅溶膠。
所述硅溶膠溶液的濃度為30~40wt%。
所述胡敏酸從土壤有機質或者水體有機質中提取。
所述酸堿調節的酸包括稀鹽酸或者稀硝酸,所述酸堿調節的堿包括氫氧化鈉。
所述胡敏酸的濃度為1000mg/L到2000mg/L之間。
S02中還包括以下條件中任一項或多項:
A. 所述攪拌混合的反應溫度為40oC到50oC之間;
B. 所述攪拌混合為持續攪拌混合,所述持續攪拌混合的時間至少24小時;
C. 所述胡敏酸的滴加速率為5~10mL/min。
一種高穩定硅溶膠,由前述制備方法制得。
本發明的有益效果:本發明提供的一種高穩定硅溶膠及其制備方法,將S01中獲得的胡敏酸溶液滴加到硅溶膠溶液中攪拌混合,形成胡敏酸/硅溶膠混合體系,SiO2粒子能夠吸附帶有負電荷的胡敏酸,使其本身帶有負電荷,增加SiO2粒子之間的排斥作用,最終SiO2粒子在水中或溶劑中均勻分散形成不易團聚、高穩定的硅溶膠;所述胡敏酸從土壤有機質或者水體有機質中提取,胡敏酸在自然界中廣泛存在,占據了天然有機質中的大部分,選用胡敏酸作為改性硅溶膠的材料,成本較低,且胡敏酸本身極為穩定,不會產生環境污染,具有環保的效果。
具體實施方式
下面結本發明作進一步描述,以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案,而不能以此來限制本發明的保護范圍。
實施例1
一種高穩定硅溶膠制備方法,包括以下步驟:
S01,配制胡敏酸溶液,然后進行酸堿調節使其pH為4;
S02,將S01中獲得的胡敏酸溶液滴加到硅溶膠溶液中攪拌混合,形成胡敏酸/硅溶膠混合體系;
S03,將S02中得到的胡敏酸/硅溶膠混合體系進行過濾后用無水乙醇進行洗滌,最后將過濾得到的混合物重新加水分散,制得高穩定硅溶膠。
所述硅溶膠溶液的濃度為30wt%。
所述胡敏酸從土壤有機質或者水體有機質中提取。
所述酸堿調節的酸包括稀鹽酸或者稀硝酸,所述酸堿調節的堿包括氫氧化鈉。
所述胡敏酸的濃度為1000mg/L。
S02中還包括以下條件中任一項或多項:
A. 所述攪拌混合的反應溫度為40oC;
B. 所述攪拌混合為持續攪拌混合,所述持續攪拌混合的時間至少24小時;
C. 所述胡敏酸的滴加速率為5mL/min。
一種高穩定硅溶膠,由前述制備方法制得。
實施例2
一種高穩定硅溶膠制備方法,包括以下步驟:
S01,配制胡敏酸溶液,然后進行酸堿調節使其pH為6;
S02,將S01中獲得的胡敏酸溶液滴加到硅溶膠溶液中攪拌混合,形成胡敏酸/硅溶膠混合體系;
S03,將S02中得到的胡敏酸/硅溶膠混合體系進行過濾后用無水乙醇進行洗滌,最后將過濾得到的混合物重新加水分散,制得高穩定硅溶膠。
所述硅溶膠溶液的濃度為40wt%。
所述胡敏酸從土壤有機質或者水體有機質中提取。
所述酸堿調節的酸包括稀鹽酸或者稀硝酸,所述酸堿調節的堿包括氫氧化鈉。
所述胡敏酸的濃度為2000mg/L。
S02中還包括以下條件中任一項或多項:
A. 所述攪拌混合的反應溫度為50oC;
B. 所述攪拌混合為持續攪拌混合,所述持續攪拌混合的時間至少24小時;
C. 所述胡敏酸的滴加速率為10mL/min。
一種高穩定硅溶膠,由前述制備方法制得。
以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。